對變壓器進行多點溫度測量

變壓器的壽命很大程度上取決于工作溫度。這里的決定性因素是與溫度有關的絕緣材料的老化。對變壓器溫度的監測，且得到不受電磁場影響的可靠測量數據是至關重要的。

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變壓器的溫度與壽命

變壓器的壽命很大程度上取決于工作溫度。這里的決定性因素是與溫度有關的絕緣材料的老化。業界將其定義為“壽命消耗”。該壽命消耗隨溫度呈指數增長。在 86°C 下運行 10 小時的消耗與 110°C 下運行 1 小時的消耗差不多。

均勻溫度分布中的熱負荷對所有部件都是一樣的；然而，如果存在溫度熱點，即使只有部分部件受到影響，它們也會對變壓器的老化和故障產生重大影響。一旦變壓器被制造出來，就無法從外部檢測到此類熱點。為了檢測這些熱點，必須要對許多點進行持續監測，希望傳感器可以恰好安裝在這樣一個未來熱點上。最好是有一個系統，能夠自動檢測這些熱點，并將數據傳輸到自動監測系統。

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系統構想

我們的想法是，開發一種測量系統，位于變壓器內部并監控整個繞組區域。該系統可以指示出溫度升高發生在哪個點以及溫度升高的范圍有多大。考慮到由于存在強電流和強磁場，所有電氣傳感器都不能提供最可靠的數據，這一點尤為重要。

還有一個附加作用是，變壓器內部的溫度可以在生產階段進行測量，從而可以控制干燥過程的溫度。這種控制可以顯著降低能源成本。

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解決方案

只有虹科光纖測量系統才能提供不受電磁場影響的可靠測量數據。測量原理基于拉曼效應，僅使用一根光纖。這根光纖在變壓器生產過程中被安裝，并纏繞在繞組上。其長度可以達到250米。

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測量原理

激光將短光脈沖注入光纖。該光脈沖的單個光子從玻璃纖維的每個分子中散射回來。如果沿光纖的溫度升高，則反向散射光子的波長會略微偏移。這個偏移與溫差成正比。該效應以其發現者、物理學家拉曼的名字命名，拉曼于 1930 年獲得諾貝爾獎。

除了波長偏移之外，還測量了從脈沖發射到檢測到反向散射光子之間的時間。通過這種方式，可以準確地確定光子與溫度相關的反向散射的位置。現在我們確切地知道沿光纖的每個位置的溫度。

沿光纖的溫度行為

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關鍵參數

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總結

基于拉曼效應的HK-MR660光纖多點溫度測量系統，位于變壓器內部監控整個繞組區域，在生產階段即可進行測量，因為是純光學無源設計，可提供不受電磁場影響的可靠測量數據，顯著降低能源成本。